Python 中的浅拷贝和深拷贝

在本教程中，我们将学习如何使用 Python 脚本创建浅拷贝和深拷贝。通常，我们使用=(赋值操作符)来创建 Python 对象的副本。让我们理解与用 Python 创建副本相关的完整概念。

众所周知，赋值运算符用于创建 Python 对象的副本，但这不是真的；它只创建目标和对象之间的绑定。当我们使用赋值操作符时，它不是创建一个新对象，而是创建一个共享旧对象引用的新变量。

当用户希望在不修改原始对象的情况下进行更改时，副本很有帮助。用户还喜欢创建一个副本来处理可变对象。

让我们理解下面的例子。

示例-

list1 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 'a']]
list2 = list1

list2[1][2] = 4

print('Old List:', list1)
print('ID of Old List:', id(list1))

print('New List:', list2)
print('ID of New List:', id(list2))

输出:

Old List: [[1, 2, 3], [4, 5, 4], [7, 8, 'a']]
ID of Old List: 1909447368968
New List: [[1, 2, 3], [4, 5, 4], [7, 8, 'a']]
ID of New List: 1909447368968

解释-

在上面的输出中，我们可以看到变量 list1 和 list2 共享同一个 id 1909447368968。

如果我们对列表 1 或列表 2 中的任何值进行任何更改，更改将反映在两者中。

主要动机是创建一个 Python 对象的副本，我们可以在不改变原始数据的情况下修改副本。在 Python 中，有两种方法可以创建副本。

• 浅拷贝
• 深度复制

我们将使用复制模块来创建上述副本。

拷贝模块用于创建浅拷贝和深拷贝。让我们看看每种方法。

浅拷贝是存储原始元素引用的对象的拷贝。它创建新的集合对象，然后使用在原始集合中找到的子对象来占据它。

它复制嵌套对象的引用，但不创建嵌套对象的副本。所以如果我们对复制的对象做任何修改都会反映在原始对象中。我们将使用 copy() 函数来实现它。

示例-

# importing "copy" for copy operations 
import copy 

# initializing list 1 
list1 = [1, 7, [3,5], 8] 

# using copy to shallow copy 
list2 = copy.copy(list1) 

# original elements of list 
print ("The original elements before shallow copying") 
for i in range(0,len(list1)): 
   print (list1[i],end=" ") 

print("\r") 

# adding and element to new list 
list2[2][0] = 10

# checking if change is reflected 
print ("The original elements after shallow copying") 
for i in range(0,len( list1)): 
   print (list1[i],end=" ") 

输出:

The original elements before shallow copying
1 7 [3, 5] 8 
The original elements after shallow copying
1 7 [10, 5] 8

在上面的代码中，我们在列表 1 中制造了反映在另一个列表中的机会。

示例- 2

import copy

list1 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]
list2 = copy.copy(list1)

list1.append([13, 14,15])

print("Old list:", list1)
print("New list:", list2)

输出:

Old list: [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12], [13, 14, 15]]
New list: [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

解释-

在上面的代码中，我们创建了 list1 的一个浅拷贝。新创建的列表 2 包含对存储在列表 1 中的原始嵌套对象的引用。然后，我们将[13，14，15]追加到旧列表中，并且在新列表中不复制子列表。

深度复制是我们创建一个新对象并递归添加复制元素的过程。我们将使用复制模块中的 deecopy() 方法。创建原始对象及其整个对象的独立副本。让我们理解下面的例子。

示例-

import copy
x = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
z = copy.deepcopy(xs)
print(x)
prin(z)

输出:

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

解释-

在上面的输出中，我们可以看到 z 是我们使用 deecopy() 方法创建的 x 的克隆。如果我们对其中一个子对象进行更改，不会影响原始对象。

这两个对象在深度副本中都是完全独立的。列表 x 被递归克隆，包括它的所有子对象。

import copy
x = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
z = copy.deepcopy(x)

x[2][2] = 'Hello'
print(x)

示例- 2:

import copy 

list1 = [0, [1, 2], [3,5], 4] 

# using deepcopy to deep copy 
list2 = copy.deepcopy(list1) 

# original elements of list 
print ("The original list: ")
for i in range(0,len(list1)): 
   print (list1[i],end=" ") 

print("\r") 

# adding and element to new list 
list2[1][0] = 8

# Change is reflected in l2 
print ("The new list after deep copying: ")
for i in range(0,len( list1)): 
   print (list2[i],end=" ") 

print("\r") 

# Change is NOT reflected in original list 
# as it is a deep copy 
print ("The original elements:")
for i in range(0,len( list1)): 
   print (list1[i],end=" ") 

输出:

The original list: 
0 [1, 2] [3, 5] 4 
The new list after deep copying: 
0 [8, 2] [3, 5] 4 
The original elements:
0 [1, 2] [3, 5] 4

我们还可以使用复制方法复制任意 Python 对象，包括自定义类。可以使用 copy.copy() 和 copy.deepcopy() 方法复制任何对象。

让我们理解下面的例子。

示例-

import copy
class Func_New:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __repr__(self):
      return 'Func_new(%r, %r)' % (self.x, self.y)

a = Func_New(50, 56)
b = copy.copy(a)

print(a)
print(b)

print(a is b)
print(b is a)

输出:

Func_new(50, 56)
Func_new(50, 56)
False
False

解释-

在上面的代码中，我们创建了一个名为 Func_new 的用户定义类，并定义了 repr() 来检查对象。接下来，我们使用复制模块创建了浅层副本。我们实例化该类，并检查原始的和它的浅拷贝是否都是。

复合对象是浅拷贝和深拷贝的主要区别。包含其他对象(如列表或类实例)的对象称为列表或类实例。

• 浅拷贝会创建一个新的复合对象，然后添加对原始对象的引用。

• 深度复制会创建一个新的复合对象，然后添加对原始对象的引用。

• 我们可以用复制模块复制任意对象(包括自定义类)。